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SALINIDAD DEL SUELO
Noviembre de 2010
SAGARPA
SEDER
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SEDER
SAGARPA
SECRETARÍA DE AGRICULTURA,GANADERÍA, DESARROLLO RURAL,PESCA Y ALIMENTACIÓN
FUNDACIÓN PRODUCE NAYARIT, A.C.PRESIDENTE
C.P. PABLO RAMÍREZ ESCOBEDO
GERENTELIC. MARCO ANTONIO DÍAZ CASTILLEJOS
SECRETARÍA DE DESARROLLO RURALSECRETARIO
ING. ARMANDO GARCÍA JIMÉNEZ
SUBSECRETARIO DE DESARROLLO RURALING. JOSÉ A. CORRALES HERNÁNDEZ
DIRECTOR GENERAL DE INFRAESTRUCTURA Y DESARROLLO RURALLIC. HUMBERTO ALONSO ALARCÓN URUETA
DIRECCIÓN DE INFRAESTRUCTURA RURALING. MARTÍN H. NAVARRETE MENDES
SECRETARÍA DE AGRICULTURA, GANADERÍA, DESARROLLO RURAL, PESCA Y ALIMENTACIÓN
DELEGADO DE LA SAGARPA NAYARITLIC. CARLOS OCTAVIO CARRILLO SANTANA
INSTITUTO MEXICANO DE TECNOLOGÍA DEL AGUADIRECTOR GENERAL
DR. POLIOPTRO MARTÍNEZ AUSTRIA
COORDINADOR DE RIEGO Y DRENAJEM.C. FERNANDO FRAGOZA DÍAZ
SUBCOORDINADOR DE CONTAMINACIÓN Y DRENAJE AGRÍCOLADR. HEBER SAUCEDO ROJAS
IMPORTANCIA DE LOS SUELOS CON LOS PROBLEMAS DE SALES EN ZONAS AGRÍCOLAS BAJO RIEGO
El suelo constituye el sustrato para el crecimiento de las plan-tas y esta compuesto de partí-
culas sólidas, agua y aire. Los sólidos son partículas minerales y orgánicas de diferentes formas, tamaños y arreglos, y constitu-yen la matriz del suelo. Un sue-lo cultivado promedio contiene aproximadamente 45% de mi-nerales, 5% de materia orgánica y 50% de agua y aire.
Las partículas sólidas son el componente más abundante en el suelo e intervienen en fenó-menos como la adsorción, ad-hesión, capilaridad, expansión, contracción, capacidad de inter-cambio catiónico, agregación y dispersión, entre otras.
La forma como se encuentran arregladas estas partículas de-termina su estructura, porosi-dad, densidad aparente y per-meabilidad. También, son la fuente de la mayoría de nutri-mentos y almacén de agua para las plantas.
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Las partículas minerales se derivan del intemperismo de las rocas exis-tentes sobre la superficie terrestre, y las orgánicas provienen directa-mente de las plantas y otros or-ganismos como algas y bacterias. Los minerales son compuestos in-orgánicos naturales y se clasifican en primarios y secundarios; los primeros se forman directamente del magma original, mantienen
una composición química inal-terada y su tamaño es mayor de 0.002 mm; los segundos se for-man debido a intemperismo que actúa sobre los primarios con una estructura y composición química diferente y un tamaño menor de 0.002 mm. Las partículas mine-rales del suelo se pueden clasificar de acuerdo a su tamaño en: arena, limo y arcilla.
Arena. Su principal compo-nente es el óxido de silicio (cuarzo, feldespatos, micas, entre otros), tiene un tamaño mayor de 0.05 mm y una su-perficie específica promedio de 15 cm2/g. Las partículas de arena son visibles o palpa-bles en forma individual; no se expanden ni se contraen con el agua, su capacidad de intercambio catiónico es prácticamente nula, su prin-cipal función es estructurar la matriz del suelo.
Limo. Su principal com-ponente es el óxido de silicio contenido en mine-rales tales como el cuar-zo, feldespatos, micas y otros. Posee una superfi-cie específica de aproxi-madamente 0.6 m2/g, un tamaño que va de 0.05 a 0.002 mm y su capacidad de intercambio catiónico es prácticamente nula. El limo no se contrae ni se expande al humedecerse o secarse.
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Arcilla. Tienen un tamaño menor de 0.002 mm y no pueden verse a simple vista, con estructura laminar, son plásticas y pegajosas cuando se humedecen, muy adsorptivas al agua, gases y sustancias disueltas. La superficie específica es muy grande, la capacidad de intercambio
catiónico varía según el tipo de arcilla. En general existen dos tipos de arcilla: las silicatadas y las de hidróxidos, siendo más importantes las primeras. Las arcillas de hidróxido predominan en el trópico y están constituidas principalmente por hidróxido de fierro y aluminio.
La arcilla mineralógica es el componente más importante del suelo, por su reducido tamaño y carga eléctrica superficial que le confiere un estado coloidal (capacidad de estar disperso en un medio determinado). La mayoría de las propiedades físicas, químicas y biológicas de
los suelos depende directamente de la superficie específica de las partículas que lo constituyen, más que del tipo de minerales presentes, y muchas de las reacciones que tienen importancia agrícola se producen en la superficie de las partículas o en las interfases.
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En el suelo se encuentran en mayor o menor grado sales solubles que provienen del proceso de intemperismo de las
Los suelos con alta concentración de sales, tanto de origen natural como inducido, se encuentran principalmente en las zonas de climas áridos y semiáridos, donde las bajas precipitaciones no permiten la lixiviación de
las sales de manera natural hacia estratos más profundos. Los suelos fuertemente salinos pueden incluso mostrar costras de sales como el yeso (CaSO
4),
sal común (NaCl), carbonato sódico (Na
2CO
3), entre otras.
rocas. Entre ellas la más comunes son las sales de calcio con una concentración menor a los 0.4 g por litro de solución del suelo.
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Es importante mencionar que sólo en casos muy excepcionales el alto contenido de sales en los suelo agrícolas puede estar directamente relacionado con el material de origen y se le conoce como salinización primaria. En la mayoría de los casos la salinización es consecuencia de un cambio del régimen hídrico
del medio y con frecuencia se debe a la transformación en zona de regadío, a este tipo de salinización se conoce como secundaria. Los suelos regables reciben cantidades considerables de sales con el agua de riego, y en caso de tierras con drenaje deficiente, también por elevación capilar de agua freática.
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Un suelo regado con agua de excelente calidad, con un contenido de sólidos disueltos de 0.5 g/l, aporta alrededor de 5 ton de sales por hectárea cuando se aplica un volumen de agua del orden de los 10,000 m3/ha.
Si un suelo presenta drenaje deficiente y se tiene el nivel
freático cercano a la superficie del terreno, la evaporación da lugar a un flujo capilar que origina una resalinización de la capa superficial del suelo. Si la salinidad del agua freática es de 2.75 g/l y la elevación capilar de 15 cm, el aporte de sales a la zona radicular será del orden de 4.1 ton/ha.
Los suelos afectados por salinidad, representan alrededor del 13% (372,675 ha) de la superficie regada en los distritos
de riego (2.86 millones de ha) y la región noroeste ha sido la más afectada con el 7.6% (218,091 ha).
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La salinidad en el suelo ocasiona:
Disminución de la disponibilidad de agua para las plantas. Baja nacencia de la semilla. Desarrollo deficiente (retraso en el crecimiento de las plantas
y diferentes decoloraciones). Problemas de toxicidad. Disminución del rendimiento de cultivos. Defloculación del suelo.
Para evitar una salinización progresiva del suelo se recomienda:
Un uso eficiente del agua de riego en la parcela. Aplicar lavados para disminuir la concentración de sales en la
zona de raíces. Mantener el nivel freático por debajo de la zona de raíces. Evacuar los excesos de agua y sales con drenes superficiales
o subterráneos.
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La utilización adecuada del agua de riego requiere que se alcance un equilibrio entre la salinidad del agua y la del suelo, de forma que ésta no limite la producción de los cultivos. Es evidente que cuanto mejor sea la calidad del agua, con mayor facilidad se alcanzará un nivel óptimo de
salinidad en la zona radicular, pero esto no ocurre siempre, ya que de hecho un suelo puede salinizarse con aguas de buena calidad y al contrario, con aguas de moderada salinidad puede lograrse una agricultura de regadío económica y permanente.
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CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS SALINOS
El material de origen, las condiciones climatológicas y el manejo son determinantes en el tipo y cantidad de compuesto químicos predominantes en un suelo, en los suelos de zonas tropicales predominan los compuestos de fierro, aluminio y silicio (23 al 100 %), pero también son frecuentes los compuestos de manganeso, calcio, magnesio, potasio, sodio y fósforo, en cantidades que varían de 0.01 al 15% del elemento expresado como óxido. En zonas templadas los elementos más abundantes son el silicio, aluminio y fierro, con 60 al 95%, 2 al 20%
y 0.5 al 10%, respectivamente. En menor cantidad, se encuentran el potasio, calcio, sodio, titanio, magnesio, manganeso y fósforo, que en orden decreciente varía de 0.005 a 4% del elemento expresado como óxido. En zona semiáridas se puede encontrar más del 50% de carbonato de calcio libre.
Cuando se cambia el régimen hídrico de un suelo en forma artificial se propicia un cambio en la concentración de sus constituyentes químicos a tal grado que un suelo normal puede transformase en salino, incluso puede llegarse a cambiar su estructura dando origen a los suelos sódicos.
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En los suelos salinos los aniones dominantes son los cloruros, sulfatos y carbonatos; algunas veces también los nitratos. Las sales que más comúnmente se presentan son las de sodio y también son frecuentes las de calcio y magnesio; no son excepcionales las mezclas de diferentes sales y la presencia de minerales complejos.
En el caso de suelos no salinos, en general contienen principalmente sales de calcio. Existe una relación entre los cationes presentes en la solución del suelo y los que de forma intercambiable están ligados a las partículas de arcilla. En suelos normales, se tiene una predominancia del 80% o más del calcio de los cationes intercambiables; los restantes cationes intercambiables
de mayor importancia son, generalmente, magnesio, potasio y sodio; el porcentaje en que este último se presenta, se mantiene por debajo del 5% (a menudo incluso por debajo del 1%) del total de cationes.
La solución del suelo en los suelos salinos, además de ser mucho más concentrada, presenta diferentes tipos de sales que en el caso de los no-salinos. Esto significa que los cationes adsorbidos en la superficie de las partículas de arcilla lo están en proporciones diferentes.
La salinidad de los suelos varía ampliamente, tanto horizontal como verticalmente debido a pequeñas diferencias en su composición, permeabilidad, desarrollo de plantas, entre otros.
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Contenido de sales
El contenido de sales disueltas en un suelo se puede determinar por métodos directos en laboratorio o por métodos indirectos, los
primeros tienen el inconveniente de ser más costosos y requieren de mayor tiempo, y los segundos son más económicos, fáciles de utilizar y requieren de menos tiempo.
Entre los métodos indirectos se tiene el uso de conductivímetros para estimar el contenido de sales, aprovechando la relación directa que existe entre la conductividad eléctrica (CE) y la cantidad de sales disueltas en la solución del suelo. Cuanto mayor es la cantidad de iones disueltos en el agua la conductividad de la solución es mayor. La medición
de la conductividad eléctrica es dependiente de la temperatura de la solución.
La conductividad eléctrica crece con la temperatura y se toma a una temperatura de referencia que puede ser a los 18°C o 25°C. Crece aproximadamente 2% por cada grado centígrado que se incrementa la temperatura.
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La conductividad eléctrica se puede medir en una pasta de suelo saturado o en una suspensión más diluida, cuando se investiga
la salinidad del suelo con relación al desarrollo de las plantas es recomendable usar la conductividad del extracto de saturación.
La conductividad tiene unidades de medición de ohm-1 cm-1 que es el inverso de la resistividad específica. Históricamente el 1/ohm, por ser el inverso de la unidad de resistencia se lo denominó mho, la palabra original escrita al revés. Con ello la conductividad quedó unida a su unidad mho/cm. Para simplificar, en las últimas décadas del siglo XX se propuso denominar al mho como Siemens asignándole como símbolo la letra S mayúscula. Una fórmula empírica que relaciona la CE con los miliequivalentes por litro de sales en solución esta dada por: me/l=10CEx103 válida para 0.1<CEx103<5.
Existe una relación entre la conductividad eléctrica (CE) y la
cantidad de sales totales disueltas en el agua (STD), que aunque no es lineal, proporciona una idea de la concentración de sales en el agua. La conductividad eléctrica, expresada en µmhos/cm y multiplicada por 0.64 es aproximadamente igual al total de sales disueltas (STD) en ppm en el agua, cuando la temperatura es de 25 grados centígrados. Relación valida para valores de la conductividad que van de 100 a 5000 µmhos/cm. La CE y los sólidos disueltos, dan sólo una idea de la calidad del agua, ya que la CE no depende únicamente del contenido de sales sino además del tipo de elementos disueltos, por lo que hay que tomar con reserva esas relaciones.
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Cationes y aniones solubles
Cuando se analizan los suelos salinos y sódicos para determinar cationes o aniones solubles, el objetivo principal es el de establecer la composición de las sales solubles presentes. La determinación de los cationes solubles proporciona
una cuantificación precisa del contenido total de sales, así como de cationes y otras propiedades de soluciones salinas como conductividad eléctrica y presión osmótica. Las concentraciones relativas de los diversos cationes en los extractos de agua del suelo también dan información sobre la composición de los cationes
intercambiables del suelo.Los cationes y aniones solubles que generalmente se determinan en los suelos salinos y alcalinos, son: calcio, magnesio, sodio, potasio, carbonatos, bicarbonatos, sulfatos y cloruros, aunque a veces se determinan también nitratos y silicatos solubles. Al hacer un análisis completo, si la suma de los cationes expresada en
equivalentes sobrepasa a la de los aniones, conviene determinar nitratos. En los suelos sódicos con pH alto se encuentran altas concentraciones de silicatos solubles; por lo tanto, en los análisis efectuados por los métodos usuales, todo el silicato soluble que se encuentre deberá determinarse como carbonato.
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Los constituyentes superficiales activos de los suelos que tienen propiedades de intercambio de cationes se llaman en conjunto complejo de intercambio y en su mayor parte son minerales arcillosos y materia orgánica.
La cantidad total de cationes intercambiables que un suelo puede retener se denomina capacidad de intercambio catiónico y generalmente se expresa en miliequivalentes por 100 gramos de suelo.
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Las determinaciones de las cantidades y proporciones de los diversos cationes intercambiables que se encuentran en el suelo, son de gran importancia, ya que los cationes intercambiables influyen en forma determinante en sus propiedades físicas y químicas.
Para expresar la relación que hay entre los cationes solubles y los
intercambiables se usa la relación de adsorción de sodio (RAS):
RAS =
2CCa2+ + CMg2+CNa+
Para expresar la cantidad relativa de sodio intercambiable (PSI) presente en el suelo, en función de la capacidad de intercambio catiónico se utiliza:
PSI =1+ (- 0.0126 + 0.01475RAS)100(- 0.0126 + 0.01475RAS)
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El pH
El potencial de hidrógenos pH (pondus hydrogenii) de una solución se define como:pH =-Log H+6 @ . El pH del
suelo esta influenciado por la composición de los cationes intercambiables, composición y concentración de las sales solubles y presencia o ausencia de yeso y carbonatos.
Para el agua pura a 25°C el pH es de 7 y a 18°C es de 7.08. El pH crece a razón del 8% por cada grado centígrado de incremento de temperatura y por lo tanto se toma a una temperatura de referencia que puede se de 18 o 25°C. Por lo general, varía de 6.5 a 8 y raramente entre 5.5 y 8.5.
En casos excepcionales varía entre 3 y 11.
La experiencia permite estable-cer:
Un pH de 8.5 o mayores, indican casi siempre un porciento de sodio intercambiable de 15 o mayor y la presencia de carbonatos.
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Suelos con pH menor de 7.5 casi nunca contiene carbonatos y si el pH es menor
de 7, el suelo contendrá cantidades considerables de hidrogeno intercambiable.
Clasificación
Entre las clasificaciones existentes para tipificar los diferentes problemas de salinidad de los suelos agrícolas la más usada es la del Laboratorio de Salinidad de E.E.U.U. Esta clasificación está basada en dos características: la salinidad del suelo (es decir, la cantidad o concentración en el suelo de sales solubles en
agua) y el porcentaje de sodio intercambiable. La salinidad del suelo es el factor predominante para el desarrollo de las plantas, mientras que el nivel de sodio intercambiable determina la posible deterioración de su estructura. Los grupos de suelo definidos con base en estas características son:1) normales, 2) salinos, 3) salino-sódicos y 4) sódicos.
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Suelos salinos
El término salino se aplica a suelos cuya conductividad del extracto de saturación es mayor de 4 mmhos/cm, a 25°C, con un porcentaje de sodio intercambiable menor
de 15. Generalmente, el pH es menor de 8.5. En estos suelos el establecimiento de un drenaje adecuado, permite eliminar por lavado las sales solubles y su recuperación paulatina de su capacidad productiva.
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La cantidad de sales solubles presentes controla la presión osmótica de la solución del suelo. El sodio rara vez representa más de la mitad del total de los cationes solubles y por lo tanto, no es adsorbido en forma importante. Las cantidades relativas de calcio y magnesio presentes en la solución del suelo y en el complejo de intercambio, varían considerablemente.Tanto el potasio soluble como
el intercambiable son, en general, constituyentes de menor importancia. Los aniones principales son el cloruro, el sulfato y a veces el nitrato. Pueden presentarse también pequeñas cantidades de bicarbonato, pero invariablemente los carbonatos solubles casi no se encuentran. Los suelos salinos también pueden contener sales de baja solubilidad, como el sulfato de calcio (yeso) y carbonatos de calcio y magnesio (caliza).
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Los suelos salinos casi siempre se encuentran floculados debido a la presencia de un exceso de sales y a la ausencia de cantidades significativas de sodio intercambiable. En
consecuencia, la permeabilidad es igual o mayor a la de suelos similares no salinos. Las sales solubles tienen un efecto adverso sobre la mayoría de los cultivos.
Los suelos salinos pueden tener apariencia normal en campo, y para que llegue a ser claramente visible el contenido de sales debe ser bastante alto. Los únicos indicadores de altas concentraciones de sales en el campo son la vegetación y costras blancas de sales en la superficie.
Suelo salino sódico
Son suelos cuya conductividad del extracto de saturación es mayor de 4 mmhos/cm, a 25°C y el porcentaje de sodio intercambiable es mayor de 15. Este tipo de suelos se forma como resultado de los procesos
combinados de salinización y acumulación de sodio. Siempre que contengan un exceso de sales, su apariencia y propiedades son similares a las de los suelos salinos. Cuando hay exceso de sales el pH raramente es mayor de 8.5 y las partículas permanecen floculadas. Si el exceso de sales solubles es lavado, las propiedades de estos suelos pueden cambiar notablemente, llegando a ser idénticas a las de los suelos sódicos no salinos. A medida que la concentración de sales disminuye en la solución, parte del sodio intercambiable se hidroliza para formar hidróxido de sodio que, a su vez, puede cambiar a carbonato de sodio.
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En cualquier caso, el lavado de un suelo puede hacerlo mucho más alcalino (pH mayor de 8.5), las partículas se dispersan y el suelo se vuelve desfavorable para la entrada de agua y para las labores de labranza. Aunque el retorno de las sales solubles puede hacer que baje el pH y restaure las partículas a una
condición floculada. El manejo de los suelos salino-sódicos sigue siendo un problema hasta que se elimina el exceso de sales y de sodio intercambiable de la zona del cultivo y se restablecen las condiciones físicas del suelo. El crecimiento de los cultivos en estos suelos es seriamente afectado.
En ocasiones los suelos sódico-salinos contienen yeso y cuando son lavados, el calcio se disuelve reemplazando al sodio intercambiable. Esto tiene lugar con la eliminación simultánea del exceso de sales.
Suelos sódicos
Son suelos con un porcentaje de sodio intercambiable mayor
de 15 y la conductividad del extracto de saturación es menor de 4 mmhos/cm a 25°C. El pH generalmente varía entre 8.5 y 10. Con mucha frecuencia se encuentran en las regiones áridas y semiáridas. Siempre que en los suelos o agua de riego no se encuentre yeso, el drenaje y lavado de los suelos sódico-salinos conduce a la formación de suelos sódicos no salinos.
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Con el aumento del sodio intercambiable, el suelo tiende a ser más disperso y el pH aumenta a veces hasta un valor de 10. La solución del suelo en suelos sódicos no salinos, aunque relativamente baja en sales solubles, tiene una composición que difiere considerablemente de la de los suelos normales y de los salinos. Mientras que los aniones presentes consisten en su mayor parte de cloruros, sulfatos y bicarbonatos, también pueden presentarse pequeñas cantidades de carbonatos. A pH muy elevado y en presencia de iones carbonato, el calcio y el magnesio se precipitan, de manera que las soluciones del suelo, de suelos sódicos no salinos, usualmente contienen sólo pequeñas cantidades de
estos cationes, predominando el sodio. Grandes cantidades de potasio intercambiable y soluble pueden presentarse en algunos de estos suelos.
En los suelos sódicos la penetración de las raíces del cultivo es escasa, reflejándose en un desarrollo limitado de las plantas y en algunos casos las hojas presentan amarillamiento. En suelos con contenidos altos de arcillas, saturados con sodio, la estructura es generalmente prismática o columnar separadas por grieta. El proceso de sodificación consiste en la sustitución de otros cationes en el complejo de intercambio por sodio, y sólo puede ocurrir cuando el sodio es el catión soluble dominante en la solución del suelo.
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La clasificación citada tiene la ventaja de que es simple y está basada en cantidades características. Sin embargo, no cubre completamente la amplia variación de las condiciones de campo (ninguna clasificación lo podría hacer) y, por lo tanto, debe manejarse juiciosamente.
Plantas indicadoras
En forma cualitativa algunas plantas constituyen un buen indicador de la salinidad del suelo. Entre estas se tienen:
Mezquite (Prosopis juliflora).
Se encuentran en una gran
variedad de suelos con respecto
a la textura, muy permeables y
con buen drenaje, con manto
freático bajo y suelos no salinos
hasta 120 cm de profundidad. La
planta indica suelos adecuados
para la agricultura si hay agua
disponible.
Gobernadora (Larrea tridentata).
Se presenta en suelos de textura
ligera y moderadamente ligera
que son muy permeables y
con buen drenaje, con manto
freático bajo y suelos no salinos
ni sódicos hasta 120 cm de
profundidad. La planta indica
suelos no salinos.
Estafiate (Artemisa tridentata).
Se presenta en suelos migajones
(arena migajosa, migajón con
grava, migajón arenoso, migajón,
migajón limoso y migajón
arcilloso) que son más o menos
permeables y con buen drenaje.
Los suelos son no salinos ni
sódicos en la zona ocupada por
las raíces. La planta indica suelos
adecuados para la agricultura de
riego o de temporal.
Chamizo (Atriplex polycarpa).
Se presenta en suelos de textura
moderadamente ligera (migajón
arenoso, migajón arenosa fina).
El manto freático por lo común
es bajo, los suelos pueden ser
no salinos en los primeros 30
cm, pero usualmente contienen
algo de sales en el subsuelo. La
planta indica suelos no salinos o
ligeramente salinos y son propios
para la agricultura de riego.
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Pluchea (Pluchea sericea). Se
presenta en suelos migajones que
por lo regular son permeables,
manto freático elevado. La
planta indica suelos usualmente
salinos o fuertemente salinos.
Chico (Sarcobatus vermicula-
tus). Generalmente se encuen-
tra en suelos de textura pesada
(arcillosos, migajones arcillosos)
pero rara vez en suelos de tex-
tura gruesa. Los suelos general-
mente son salino sódicos, con
amplia variación de salinidad
dependiendo de la profundidad,
con frecuencia el manto freático
es elevado. La planta es muy to-
lerante a la salinidad y al sodio.
Se requiere de drenaje y lavado,
pudiendo ser necesario el em-
pleo de mejoradores.
Cressa (Cressa truxillensis).
Se presenta en llanuras salinas
donde los suelos son de
textura fina, húmedos y de
permeabilidad restringida. La
salinidad es muy alta, la planta
es buena indicadora de suelos
salinos. Los suelos requieren
drenaje y lavado. Romerillo (Suceda spp). Se pre-
senta en suelos con textura de migajones, en terrenos con agua de filtración y mantos freáticos elevados. Los suelos son salino o salino sódicos con alta concen-tración de sales en los primeros 30 cm, pueden contener sodio intercambiable. La planta indica suelos altamente salinos o salino sódicos. El drenaje y lavado son esenciales, pudiendo requerirse
el empleo de mejoradores.
Saladilla (Allenrolfea occidenta-lis). Crece sobre llanuras salinas en suelos con variación de tex-tura (suelos migajones y arcillo-sos) pero más comúnmente en suelos de textura fina. Los suelos están húmedos durante el año, con mantos freáticos elevados que pueden estar cercanos a la superficie. Los suelos son ex-cesivamente salinos en los pri-meros 30 cm y muy salinos en los primeros 120 cm del perfil. Los suelos son generalmente de textura fina, muy húmedos y excesivamente salinos.
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EFECTO DE LA SALINIDAD EN EL SUELO Y CULTIVOS
Cuando las sales se acumulan en la zona radicular de los cultivos y la concentración es tal que ocasiona pérdidas en la producción se tiene un problema de salinidad. El rendimiento de los cultivos disminuye cuando el contenido de sales en la solución del suelo es tal que no permiten que los cultivos extraigan suficiente agua de la
zona radicular, provocando así un estado de escasez de agua en las plantas.
Si la extracción de agua por las raíces se reduce considerable-mente, las plantas disminuyen su crecimiento y llegan a pre-sentar síntomas similares a los provocados por una sequía. Estos síntomas varían con los estados fenológicos de los cul-tivos, siendo más notable du-rante las primeras etapas del crecimiento.
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Los efectos de las altas concen-traciones de sales en los culti-vos provocan un retraso en su crecimiento (achaparramiento con una variabilidad considera-ble en su tamaño) y diferentes decoloraciones. Las tonalidades que se presentan bajo condicio-nes de alta salinidad son verde
azuladas. También, se observan manchones sin plantas, sin em-bargo, estas características no son determinantes como indi-cadores de salinidad. La exten-sión y frecuencia de manchones desnudos en muchas áreas, se pueden tomar como un indica-dor de concentración de sales.
Debido a que la mayoría de las plantas son más sensibles a la salinidad durante la germina-ción, que en las últimas etapas de su desarrollo, los manchones son más bien indicadores de sa-linidad alrededor de la semilla, durante su germinación, que del estado general de salinidad del
perfil del suelo. Frecuentemen-te, las prácticas de cultivo con-tribuyen a la acumulación de sa-les alrededor de la semilla, con la consiguiente falla en su ger-minación. El vigor de las plan-tas adyacentes a los manchones puede dar idea de la distribución de las sales en el suelo.
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Las plantas desarrolladas vigoro-samente en zonas adyacentes a manchones exentos de vegeta-ción, sugieren una concentración local de sales, en tanto que la presencia de plantas achaparra-das en la misma posición, indica una distribución más general de
la salinidad en el área. Si el grado de salinidad no es lo suficiente-mente elevado como para pro-ducir ese tipo de manchones, la característica principal en la apa-riencia del cultivo puede ser una marcada irregularidad en su vigor vegetativo.
Deben tenerse precauciones para evitar la confusión entre los efec-tos debidos a baja fertilidad del suelo y aquellos causados por salinidad. Las plantas achaparra-das debido a baja fertilidad, son comúnmente verde-amarillentas, mientras que las achaparradas por efecto de salinidad, son caracte-
rísticamente verde-azulosas. La apariencia azulosa es el resultado de una cubierta cerosa de espesor poco común, sobre la superficie de las hojas y el color más obscu-ro se debe a un incremento en el contenido de clorofila por unidad de superficie foliar, sobre la base de peso verde.
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Existen muchas regiones en donde las plantas pueden desa-rrollar una clorosis intensa debi-do a ciertas condiciones del sue-lo. Las causas de la clorosis no se reconocen completamente, pero esta condición se debe con frecuencia a suelos calcáreos o, en algunos casos, al uso de aguas de riego con un elevado contenido de bicarbonatos; la clorosis no puede ser considera-da como un síntoma definido de salinidad.
Algunas especies desarrollan áreas necróticas características, así como quemaduras en las puntas y en los bordes de las hojas, cuando crecen en suelos salinos. Muchos frutales de hueso -aguacate, toronja- y algunas de las variedades de algodón menos tolerantes de sales pertenecen a esta categoría.
El enrollamiento de las hojas es una manifestación común de la deficiencia de humedad en las plantas, pero estos síntomas pueden ser indicativos de salini-dad cuando ocurren en presencia de una humedad del suelo apa-rentemente adecuada; sin em-
bargo, otros factores que causan mal funcionamiento del sistema radicular, tales como enfermeda-des de la raíz y mantos freáticos elevados, pueden producir sínto-mas foliares similares. Por lo tan-to, aun cuando la apariencia del cultivo pueda indicar condicio-nes de salinidad, un diagnóstico seguro sobre la salinidad, requie-re de evidencia adicional que se obtenga por pruebas analíticas del suelo y de las plantas.
No todos los cultivos responden de igual manera a la salinidad, algunos producen rendimientos aceptables a niveles altos de sa-linidad y otros son sensibles a ni-veles relativamente bajos. Esta diferencia se debe a la mejor ca-pacidad de adaptación osmótica que tiene algunos cultivos, lo que les permite absorber, bajo condi-ciones de salinidad, una mayor cantidad del agua. Esta capaci-dad de adaptación es muy útil y permite la selección de cultivos más tolerantes y capaces de pro-ducir rendimientos económica-mente aceptables, cuando no se puede mantener la salinidad del suelo al nivel de tolerancia de las plantas que se cultivan.
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La tolerancia de algunos cultivos puede alcanzar valores entre 8 a 10 veces la tolerancia de otros. La amplitud de esta tolerancia relativa, permite un mayor
uso de las aguas de salinidad moderada y aumenta el rango aceptable de las aguas salinas consideradas adecuadas para el riego.
En términos generales la con-centración de sales en agua de riego, al pasar a formar parte de la solución del suelo, después de los procesos de evapotranspira-ción, aumenta alrededor de 10 veces cuando el suelo está a ca-pacidad de campo y 5 veces en el extracto de saturación. Por lo que los contenidos permisibles de las sales en el agua de riego, son menores en alrededor de 5
veces que en el extracto de sa-turación.
Se presentan problemas de toxicidad cuando ciertos elementos del suelo o del agua son absorbidos por las plantas y acumulados en sus tejidos en concentraciones lo suficientemente altas, como para provocar daños y reducir sus rendimientos.
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Los daños se manifiestan como quemaduras al borde de las hojas y clorosis en el área intervenal, y si la acumulación de los iones llega a ser suficientemente elevada, se produce una reducción significativa de los rendimientos.
Los cultivos perennes son los más sensibles y los anuales los más tolerantes. Los iones de mayor importancia asociados con problemas de toxicidad y desbalances nutricionales son el cloro, el sodio y el boro.
Puede haber un efecto adverso indirecto producido por la desfavorable estructura de los suelos salinos. Las características de los suelos arcillosos (contracción, hinchamiento, distribución del espacio poroso, espacio poroso total, estabilidad estructural) están muy influenciadas por la fuerza de atracción entre las partículas de arcilla. Esta atracción depende, principalmente, de la composición del complejo de intercambio del suelo. El calcio, magnesio y aluminio son más
fuertemente atraídos por las partículas de arcilla que el sodio y el potasio, con ello las partículas se condensan en agregados estables de mayor tamaño; en consecuencia se tiene una mejor estructura desde el punto de vista agronómico.
Una baja concentración salina, junto con un predominio del sodio en el complejo de cambio, produce una deterioración de la estructura de aquellos suelos que contienen cantidades significantes de arcilla.
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Una alta concentración salina en la solución del suelo comprime la capa de cationes adsorbidos dando lugar a unas buenas propiedades físicas del suelo. Después del lavado del exceso de sales, las partículas de arcilla de un suelo sódico se dispersan; las partículas finas pueden ser igualmente lavadas hacia el subsuelo donde forman una capa impermeable; el hinchamiento de las partículas con la humedad se hace más pronunciada; la permeabilidad al aire y agua se reduce grandemente; se favorece la formación de costra; los suelos son pegajosos en húmedo y duros en seco; se hacen inapropiados para el
cultivo y difícilmente son aptos para el desarrollo de la planta. En suelos que contengan carbonato sódico, puede existir materia orgánica en la solución del suelo, lo cual proporcionará a la superficie del mismo un color negro cuando dicha solución se evapore. Muchos suelos con valores altos de magnesio intercambiable también presentan mala estructura.
En soluciones de los suelos si el ion sodio empieza a predominar sobre los demás iones Na/(Ca+Mg) > 3 - 1 el proceso de dispersión en los suelos se manifiesta con alta intensidad.
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Los suelos que contienen pequeñas cantidades de sodio intercambiable y altas cantidades de magnesio intercambiable poseen baja permeabilidad.
Para medir el riesgo de sodificación en un suelo se
utiliza la relación de adsorción de sodio (RAS). La infiltración, en general, aumenta con la salinidad y disminuye con una reducción en salinidad o aumento con el contenido de sodio en relación al calcio y magnesio (RAS).
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Análisis químicos
Conocer las características físico-químicas del suelo es de gran im-portancia, especialmente cuan-do están ligadas a la producción agrícola, dado que el crecimiento y desarrollo de los cultivos, así como la cantidad y calidad de las cosechas están en relación direc-ta con las características de los suelos. Por lo tanto, los análisis físico-químicos del suelo pueden suministrar información valiosa para clasificar los suelos en gru-pos afines, elaborar recomenda-ciones de fertilizantes y determi-
nar el grado de afectación según el contenido de sales. Para cada fin el número y tipo de elemen-tos que se determina en el labo-ratorio son variables.
En un análisis completo de sue-lo se incluye determinaciones de HCO
3, Cl , SO2
3, Na+, Ca2+,
Mg2+, K. También se determina la conductividad eléctrica y/o el residuo seco, capacidad de in-tercambio catiónico, pH, materia orgánica, NO
3, SiO
2, y si es pre-
ciso Al y Fe. La presición en las determinaciones dependerá de los métodos utilizados.
La confiabilidad de los resulta-dos de los análisis químicos de los suelos puede determinarse
con el análisis de algunas rela-ciones existen entre elemen-tos:
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a) Conductividad eléctrica y con-centración total de cationes. La conductividad eléctrica de las soluciones y de los extractos de saturación, expresadas en mmhos/cm a 25°C y multiplica-da por 10, es aproximadamente igual a la concentración total de cationes solubles expresada en meliequivalentes por litro.
b) Concentración de aniones y ca-tiones. La concentración o con-tenido total de aniones solubles y la concentración o el conteni-do total cationes solubles, son prácticamente iguales cuando se expresan en forma equivalen-te. Una diferencia puede indicar errores en las determinaciones o un análisis incompleto, la exacti-tud recomendada es de ±5%.
c) pH, y concentración de carbona-tos y bicarbonatos. Si en un ex-tracto de saturación se encuen-tran carbonatos y bicarbonatos por titulación, el pH del extracto deberá ser mayor que 9.0. La concentración de bicarbonatos raramente excede de 10 me/l en ausencia de carbonatos y si
el pH es de 7 o menos, rara vez pasará de 3 a 4 me/l.
d) pH, y concentración de calcio y magnesio. La concentración de calcio y magnesio en un extracto de saturación raramente excede de 2.0 me/l para pH mayores de 9.0. Por lo tanto, el total de cal-cio y magnesio será bajo si hay iones carbonato en cantidades titulables, y la suma de calcio más magnesio nunca es alta en presencia de una alta concentra-ción de iones bicarbonato.
e) pH y PSI. Si el pH del extracto a saturación es mayor de 8.5, con toda seguridad el PSI será igual o mayor de 15.
f) PSI y RAS. En general, el PSI au-menta con la RAS, aunque hay desviaciones ocasionales, cuan-do en el extracto de saturación los valores de RAS son bajos, es casi seguro que el suelo tiene bajo PSI. Una alta RAS denota altos valores del PSI.
g) Conductividad eléctrica y conte-
nido total de cationes. El cocien-
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te de la conductividad eléctrica
en micromhos por centímetro
entre el total de cationes en mi-
liequivalentes por litro, debe ser
aproximadamente 100 para la mayoría de las aguas. Esta rela-ción puede bajar hasta 80 para aguas con bicarbonatos o sulfa-tos y en las cuales el contenido de calcio y magnesio es alto, pero para aguas con cloruros y ricas en sodio, la relación puede llegar hasta 110.
h) Sólidos disueltos y conductividad eléctrica. En aguas, el valor numérico del cociente entre sólidos disueltos en ppm dividido entre la conductividad eléctrica en micromhos por centímetros deberá ser de aproximadamente 0.64.
Generalmente los análisis quími-cos que proporcionan los con-tenidos de algunos iones, están expresados en miligramos por litro de disolución (mg/l), o la unidad que más se usa, partes por millón (ppm, un gramo en un millón de gramos o sea mg/kg). Si la concentración de to-tal de sales no supera las 5,000 ppm la densidad del agua es de aproximadamente uno y por lo
tanto es válida la equivalencia 1 ppm=1 mg/l. Para concentra-ciones totales mayores, la densi-dad del agua es mayor de uno y la concentración en ppm es ma-yor que en mg/l. Los errores son mayores en el agua de mar. Por lo tanto es recomendable utilizar las unidades de mg/l, más aún si se considera que los análisis quí-micos se realizan en forma volu-métrica, peso sobre volumen. En los últimos años se ha utilizado el deciSiémen por metro (dS/m), que es igual a un milimho/cm. Otra unidad muy usada es el mi-liequivalente por litro (meq/l), que es la concentración en mg/l dividida por el peso equivalente del ion.
Muestreo de suelos
No existe un solo procedimiento de muestreo para evaluación de salinidad y acumulación de sodio, los detalles dependen del propósito para el cual se toma la muestra. Se sugiere tener en cuenta los siguientes aspectos:
Toda costra salina que aflore a la superficie deberá muestrearse por separado, anotando la pro-fundidad aproximada de mues-treo.
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Si el suelo muestra evidencia de desarrollo del perfil o estratifi-cación diferenciada se deben tomar muestras por horizontes o capas.
Si no hay desarrollo del perfil o estratificación definida, las muestras superficiales (excep-tuando la costra) deben to-marse a la profundidad del sue-lo arable, la cual generalmente es de 15 a 18 cm.
Según sea la profundidad de la zona radicular, la naturaleza del problema y el detalle requerido, pueden tomarse muestras a in-tervalos de 15 a 45, de 45 a 90 y de 90 a 180 cm. de pro-fundidad, o cualesquiera otros intervalos que se juzguen con-venientes.
Algunas muestras de suelo des-tinadas al análisis de salinidad o alcalinidad, pueden mezclar-se para formar muestras com-puestas, reduciendo así el tra-bajo analítico.
La cantidad de las muestras dependerá de las determina-ciones por efectuarse con las mismas.
Existen básicamente cuatro métodos para elegir los sitios de muestreo:
a) A juicio personal. La forma de elegir los sitios de muestreo depende completamente del criterio de la persona que lo efectúa, la cual escoge los si-tios del área que le parecen típicos o más representativos (manchones, desarrollo del cultivo, etcétera).
b) Aleatorio simple. En este método los sitios a muestrear se eligen mediante el uso de una tabla de números aleatorios, o bien mediante un sistema de coordenadas cartesianas.
c) Sistemático. El método se basa en el uso de un sistema de cuadricula tomando muestras en los sitios donde las líneas se intersectan, o bien en el centro de los cuadros. Con esto se asegura una distribución uniforme de los sitios de muestreo en el área.
d) Aleatorio complejo o aleatorio estratificado. En este caso, el área a muestrear se divide en subáreas o estratos; por
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ejemplo, con la ayuda de una cuadrícula, y dentro de cada subárea, se elige al azar uno o más sitios de muestreo.
A pesar de que el método alea-torio complejo resulta ser el más conveniente, porque ase-gura una cobertura uniforme del área, el método de muestreo que debe utilizarse será el siste-mático, ya que permite obtener muestras de suelo de mane-ra uniforme en toda una área, como puede ser un módulo de riego; y puede ser menos costo-so que un muestreo más inten-sivo, como el aleatorio complejo o aleatorio estratificado.
Para suelos con alta variación de la salinidad se recomienda un muestreo sistemático estratifi-cado, complementado con da-tos que provienen de las áreas con mayor salinidad aparente. La estratificación permite que al dividir el área en subáreas se tenga una menor variación de la salinidad.
El material mínimo indispensable para llevar a cabo el muestreo de un terreno incluye lo siguiente: una pala recta o pala curva,
barrena para tomar muestras del subsuelo, bolsas de plástico (aprox. 30 x 40 cm), etiquetas de papel y marcador.
Debido a las variaciones de las sales en el suelo, el muestreo y los análisis deben hacerse en el menor tiempo posible para que los resultados sean aplicables. Cuando se trata de una carac-terización del área de riego en cuanto a salinidad, el muestreo se hará sólo una vez. Para la prevención de salinización, los muestreos se harán dos veces al año, antes de la siembra y des-pués de la cosecha.
En muchos casos resulta conveniente la obtención de muestras compuestas. Para ello se hacen varias submuestras en un sitio, mismas que después se mezclan para constituir una sola unidad que se considerará como un promedio. Una muestra compuesta debe consistir de al menos cinco submuestras.
La densidad del muestreo se determina en función de los recursos económicos disponibles y del tipo de estudio: detallado, semidetallado y de gran visión.
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La cantidad necesaria de mues-tra es de aproximadamente un kilogramo. Debe evitarse tomar las muestras en lugares que pre-senten alguna evidencia de alte-ración o contaminación. Asimis-mo, deben evitarse en lo posible los muestreos en suelos muy húmedos por las dificultades que presentan y por el cambio en la distribución de las sales que po-drían tener. La inclusión de una costra en la muestra de suelo superficial puede llevar a una interpretación equivocada de la salinidad de esa capa.
Antes de enviarse o almacenarse, los suelos deben secarse al aire. La tierra debe depositarse en bolsas de polietileno para su transporte y manejo en el laboratorio. Es conveniente que al momento de obtener la muestra se haga su ficha de identificación. En el interior de las bolsas se coloca una etiqueta de papel, en la que se anota con tinta indeleble el número del predio, el número del sitio de muestreo, la profundidad a la que se tomó la muestra, la fecha y las iniciales del muestreador.
REHABILITACIÓN DE SUELOS SALINOS
La rehabilitación de suelos salinos puede realizarse mediante:
a) El lavado de sales.b) El reemplazo del sodio
intercambiable por calcio intercambiable.
c) El impedimento de una resalinización.
En zonas áridas, el lavado de las sales exige riego; en zonas semi-áridas, la precipitación es, a veces, suficiente; en regiones húmedas la lluvia lava, generalmente, las sales del suelo en un período razonable de tiempo. Durante el lavado se altera y modifica el equilibrio entre los iones adsorbidos y los iones presentes en la solución del suelo.
Raramente el lavado de las sales se reduce al simple problema de reemplazar la solución salina del suelo haciendo pasar agua dulce a través de él. El agua que se mueve en sentido descendente se mezclará con la solución del suelo. Cuanto menor sea la capa de agua necesaria para una completa mezcla con la solución
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del suelo, mayor será la eficiencia de lavado.
Esta eficiencia depende del contenido de humedad del suelo, de la velocidad de lavado, de la distribución por tamaños de los poros del suelo, de la disposición espacial de los poros de diferente tamaño y de la distribución vertical de la sal a lo largo del perfil.
Para reemplazar los iones de sodio intercambiables por iones de calcio intercambiables, es necesario que en la solución del suelo haya suficientes iones de calcio y, además, que se elimine por lavado el producto del proceso de intercambio.
En la mayoría de los casos el factor limitante en la rehabilitación de suelos ensalitrados no es la tecnología, sino el costo de recuperación, resultando mucho más económico cambiar el tipo de explotación o cultivo.
En la rehabilitación de suelos con problemas de sales es indispensable contar con un
buen drenaje para lixiviar y evacuar las sales del perfil del suelo.
Existen diferentes prácticas para rehabilitar suelos con problemas de sales, las cuales pueden clasificarse en: mecánicas, hidrotécnicas, químicas y biológicas.
Generalmente estas prácticas no se utilizan en forma aislada, sino en forma combinada.
1. Prácticas mecánicas
Tiene como objetivo mejorar la estructura del suelo y corregir problemas de topografía en la parcela, mediante la utilización de maquinaria agrícola.
Las prácticas mecánicas incluyen:
Barbecho para aflojar el sue-lo.
Rastreo para romper los te-rrones
Subsoleo o cinceleo para romper los estratos compac-tos existentes y mejorar la capacidad interna del suelo.
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La profundidad recomendada para realizar el subsoleo es de 70 cm y de 50 cm para el cinceleo.
Empareje de la superficie del terreno, para mejorar la dis-tribución del agua al momen-to del riego.
2. Prácticas hidrotécnicas
Tienen como objetivo lixiviar los excesos de sales solubles en el perfil del suelo. Consisten en la aplicación de sobre riegos para mantener un nivel de salinidad deseado en el suelo, de acuerdo a la tolerancia de los cultivos por establecer; o aplicación de lavados en parcelas improductivas con problemas de salinidad.
El sobre riego o fracción de lavado, es la cantidad de agua que se adiciona a la lámina de riego neta del cultivo, para
lixiviar los excesos de sales solubles hacia estratos inferiores del perfil del suelo.
Se calcula con la siguiente expresión:
donde FL es la fracción de lavado (cm), CE
ar es la conductividad
eléctrica del agua de riego (dS/m), Lr la lámina de riego neta del cultivo (cm) y CE
ps
es la conductividad eléctrica permisible en el suelo y depende del cultivo y rendimiento potencial (dS/m).
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Para que la lámina de sobreriego cumpla con su función, debe aplicarse uniformemente en la parcela de cultivo y debe ser evacuada por el sistema de drenaje.La lámina de lavado es la cantidad de agua que se aplica en el suelo para remover el exceso de sales solubles que se han acumulado.
Para el cálculo de la lámina de lavado se utiliza la fórmula propuesta por Volobuyev:
donde LL es la lámina de lavado
para un metro de profundidad
del suelo (cm), α un coeficiente que depende de la textura del suelo y del contenido de cloruros solubles respecto a la suma de aniones (cm), CE
al es
la conductividad eléctrica del suelo antes del lavado (dS/m) y CE
dl es la conductividad eléctrica
deseada después del lavado (dS/m) y se recomienda que corresponda al la conductividad eléctrica permisible en el suelo.
Si se trata de recuperar suelos sódicos, en el proceso de lavado pueden usarse aguas salinas provenientes de drenaje agrícola, cuando presenten altos contenidos de sulfatos o cloruros de calcio y magnesio.
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3. Prácticas químicas
Las prácticas químicas consisten en la aplicación de sustancias denominadas mejoradores químicos que se utilizan para la recuperación de algunos suelos sódicos y salino-sódicos, con la finalidad de intercambiar sodio por calcio en la solución del suelo.
Entre las substancias más co-munes utilizadas como mejora-dores se tienen:
a) Sales solubles de calcio: cloruro de calcio y el yeso.
b) Ácidos o substancias formadoras de ácidos: azufre, ácido sulfúrico, sulfato ferroso, sulfato de aluminio y el polisulfuro de calcio.
c) Sales de calcio de baja solubilidad: calcita y dolomita.
La selección de un mejorador químico puede estar determina-
da por el tiempo que requiere su reacción en el suelo. Los ácidos reaccionan inmediata-mente al entrar en contacto con el suelo; la velocidad de reacción de las sales solubles de calcio depende de la solubi-lidad de las mismas; es mucho más soluble el cloruro de calcio que el yeso, ya que este último tiene una solubilidad en agua pura de 30 me/l.
En suelos salinos esta solubilidad varía con la composición de la solución y en suelos sódicos con un pH menor de 8.5 la solubilidad puede ser de 35 a 40 me/l.
Características y propiedades de algunos mejoradores:
Yeso. Es el más utilizado por su bajo costo pero presenta el inconveniente que es una sal de baja solubilidad en agua y requiere grandes cantidades para que sea efectivo.
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Cloruro de calcio. Es altamente soluble y muy eficaz como mejorador. Su costo es elevado lo cual limita su utilización.
Azufre. Al igual que el yeso, el azufre es de los mejoradores más comúnmente usados por su bajo costo. Generalmente se usa en su forma natural con pureza del 50-90%. Es insoluble en el agua por lo que es necesario que el suelo contenga cuando menos el 1% de carbonato de calcio. Debe tener un medio de calor y humedad favorable. Este producto debe ser aplicado con gran finura (más del 75% que debe pasar por la malla No. 100). La reacción puede tardar dos o más semanas o hasta más de un año. El azufre no es adecuado en aplicaciones con el agua de riego; no es muy eficaz para mejorar la infiltración del agua y es de reacción lenta. Tiene que ser oxidado por bacterias para formar ácido sulfúrico o sulfuros, qué mas tarde reaccionan con la caliza, liberando el calcio. El proceso de oxidación es lento, requiere suelos calientes, húmedos y bien aireados y
demora por lo menos 30 días. Cuando el tiempo de espera para que se recupere un suelo no es un factor limitante, el azufre es un buen mejorador para recuperar los suelos calcáreo-sódicos. A causa del lento proceso de oxidación, el calcio liberado en el suelo superficial es lavado con los riegos, por lo que no es eficaz para mejorar la infiltración.
Acido sulfúrico. El ácido sulfúrico es un ácido fuerte y corrosivo que se aplica directamente al suelo en su máxima concentración, o bien con el riego, para reducir la concentración de bicarbonatos del agua y contribuir a la acidez del suelo para liberar el calcio. Es eficaz para mejorar la infiltración, ya que no requiere ningún tiempo de oxidación.
Las aplicaciones se efectúan an-tes de la siembra, seguidas de un lavado extensivo para lavar las sales del suelo y las sales li-beradas por la reacción del ácido con la caliza. Se le atribuyen los inconvenientes de: tener un cos-to elevado; atacar a las partículas del suelo; ser de manejo delicado
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y producir quemaduras a los re-gadores cuando no se toman las debidas precauciones.
Sulfato de fierro y aluminio. Es-tas substancias son solubles en el agua. Su pureza es de 12% de azufre, cuando reacciona y forma yeso y óxidos de fierro que actúan como cementante y fuentes de fierro. Son de costo elevado y los óxidos de aluminio pueden dejar un efecto residual para las plantas.
Polisulfuro de calcio. Es un lí-quido de reacción fuertemente alcalina. Se puede encontrar con una pureza de 12-24% de azu-fre y de 5-6% de calcio. Se apli-ca preferentemente en el agua
de riego, no es corrosivo y su penetración en el suelo es más objetiva. Después de oxidarse e hidratarse forma el ácido sulfúri-co, el cual al reaccionar con los carbonatos de calcio forman el sulfato de calcio; su oxidación es tan o más lenta que la del azufre y su contenido total es menor proporcionalmente que el apor-tado por el yeso.
Caliza y dolomita. Son compues-tos de baja solubilidad; la caliza es más comúnmente utilizada y se obtiene de depósitos natura-les originados por deposiciones marinas. La caliza se identifica como carbonato de calcio, debi-do a que es el constituyente de mayor proporción.
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Algunos fertilizantes dejan un residuo ácido y contribuyen también a la liberación de calcio a través de su reacción ácida.
Una vez clasificado el suelo como sódico o salino-sódico, es necesario tomar en cuenta las siguientes recomendaciones para decidir sobre la aplicación del mejorador:
a) Verificar que el contenido de arcilla en el suelo sea mayor de 30% o el contenido de arena menor de 40%. En suelos de textura media o ligera no se requiere aplicación de mejoradores, debido a que en ellos difícilmente se presentan problemas por exceso de sodio.
b) Aplicar el mejorador cuando el suelo presente una conductividad eléctrica menor de 12 dS/m y un pH mayor de 8.5.
c) Determinar el cociente del contenido de sodio entre la suma de calcio y magnesio presentes en forma soluble en el suelo. Cuando este cociente es mayor que 1 se recomienda aplicar el mejorador.
d) Determinar el cociente de la suma de carbonatos y
bicarbonatos entre el contenido de sulfatos. Si este cociente es mayor que 1 se recomienda aplicar el mejorador.
e) El tipo de mejorador químico se selecciona según su costo y disponibilidad en el mercado.
La cantidad de mejorador para aplicar se calcula con la siguiente fórmula:
donde Dm es la dosis del mejorador (kg/ha), PSI
aa es el porciento de
sodio intercambiable antes de la aplicación, PSI
da es el porciento
de sodio intercambiable deseable después de la aplicación, CIC es la capacidad de intercambio catiónico (me/100g de suelo), P
e es el peso equivalente del
mejorador (mol), h el espesor del suelo que se desea recuperar (cm) y Da es la densidad aparente del suelo (gr/cm3).
El espesor de suelo por corregir dependerá de la profundidad radical del cultivo por establecer, así como de las condiciones químicas y del estado estructural que presente el suelo.
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El mejorador se incorpora al suelo con un rastreo y se debe aplicar una lámina de agua adicional a la de riego para disolverlo. Esta lámina se calcula utilizando la siguiente fórmula:
donde LRA es la lámina de riego adicional para disolver el mejorador químico (cm), NMH la necesidad del mejorador (me/l) y se obtiene de multiplicar la dosis del mejorador (Dm) por los miliequivalentes contenidos en un kilo del mismo.
La solubilidad y los miliequiva-lentes por tonelada que tienen cada mejorador deben consultar-se con el proveedor.
Dado que el efecto de los mejoradores químicos es gradual, debido a que requieren de láminas adicionales de agua para disolverlo y de cierto tiempo para actuar, generalmente la cantidad total calculada se aplica de manera dosificada, con el fin de verificar la respuesta del suelo con cada aplicación del mejorador.
Esto se hace debido a que en el cálculo del mejorador, no se toman en cuenta las concen-traciones de calcio y magnesio solubles presentes en el agua y en el suelo, que colaboran en la eliminación del sodio intercam-biable. Además, evitará el uso de grandes cantidades de mejorador que pueden hacer no redituable el proceso de rehabilitación del suelo.
Los mejoradores pueden ser líquidos como el ácido sulfúrico y el polisulfuro de calcio, o sólidos como son las sales solubles e insolubles de calcio y los sulfatos de fierro y aluminio, y el azufre.
Los mejoradores sólidos se de-ben aplicar directamente en el suelo lo más finamente pulveri-zados que sea posible, al voleo o con una sembradora. La aplica-ción en forma de polvo se hace superficialmente y su incorpo-ración al suelo se lleva a efecto bajo el siguiente criterio:
Si la sodicidad del suelo se presenta a una profundidad de 0-30 cm se incorpora con paso de rastra.
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Si la sodicidad del suelo se presenta a una profundidad de 30-60 cm de profundidad, se aplica la mitad del mejora-dor en la superficie y después se incorpora al suelo con un paso de arado con el fin que se llevado a más profundidad con el agua de riego, poste-riormente se aplica el com-plemento en la superficie y se incorpora con un paso de rastra.
Las sales solubles de calcio pueden aplicarse en el agua de lavado a la entrada de la parcela. Lo mismo se debe hacer con el ácido sulfúrico y el polisulfuro de calcio, teniendo cuidado de controlar la dosificación, de tal forma que la cantidad aplicada esté de acuerdo con el volumen de agua usado, considerando que el agua no va a mojar más allá de la superficie por recuperar.
En el caso de la aplicación de ácido, se recomienda que se haga en forma intermitente en láminas de agua pequeñas (10 cm) poniendo un chorro de ácido directamente en la regadera de la parcela. Con el polisulfuro de calcio se sigue el mismo
procedimiento. Entre mejor sea la distribución del mejorador, tanto en superficie como en profundidad, más eficiente será la recuperación del suelo.
4. Prácticas biológicas
Las prácticas biológicas consisten en incorporar materia orgánica al suelo (estiércol, abonos verdes y rastrojo) y tienen como propósito mejorar la estructura del suelo y aumentar la conductividad hidráulica para acelerar el proceso de rehabilitación.
5. Selección y manejo del cultivo
El mejoramiento de los suelos se lleva a cabo cuando se trata de una parcela cultivada que presenta una CE que generalmente varía entre 4 dS/m y 16 dS/m. Para este caso, se seleccionan un cultivo como cebada, trigo, avena, sorgo, arroz, maíz o algodón.
La rehabilitación de los suelos consiste en reincorporar al proceso productivo mediante lavados, una parcela abandonada por problemas severos de
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salinidad (CE generalmente mucho mayor de 20 dS/m).
En algunos casos el proceso de rehabilitación se puede complementar y hacer más eficiente, introduciendo durante su desarrollo (cuando la CE es de alrededor de 20 dS/m), un cultivo que reúna los siguientes requisitos:
Debe ser tolerante a las sales. Debe ser de alta densidad
y regarse por inundación, preferentemente en curvas a nivel.
Tener un bajo costo de producción.
Ser preferentemente de la región. Los cultivos más utilizados que cumplen con estas condiciones son: cebada, trigo, arroz y avena. Sin embargo, también pueden cultivarse algunos pastos como el bermuda y el rye grass. Para el manejo del cultivo durante el proceso de mejoramiento o rehabilitación se recomienda lo siguiente:
• Incrementar la densidad desiembra.
• Aplicarunriegodepresiembrapesado.
• Incrementar el número deriegos disminuyendo el intervalo de riego.
• Fertilizar durante los riegosde auxilio.
Prevenir la resalinización
Hay que tener en cuenta que los suelos salinos, una vez recu-perados, se verán amenazados por una resalinización debido a la entrada de sales en la zona radicular por medio del ascenso capilar. Niveles freáticos conse-guidos por medio de sistemas de drenaje profundos, mantendrán el ascenso capilar entre ciertos límites; sin embargo, se necesi-tarán aplicaciones suplementa-rias de agua de riego para lavar las sales que asciendan a la zona radicular en el período compren-dido entre aplicaciones de agua. Cuanto más elevada esté la capa freática, para un suelo dado, más agua de lavado se necesitará.
Cálculo de la fracción de lava-do y lámina de lavado
Para ejemplificar el procedimiento de cálculo de la fracción de lavado y lámina de lavado se utilizó información correspondiente a un estudio de salinidad realizado
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en el ejido Puerta de Mangos, Santiago Ixcuintla, Nayarit. Es importante señalar que en este ejido se localizan los módulos
demostrativos MD-02 y MD-03. La zona más salina, de 0 a 40 cm de profundidad, corresponde al punto PM6.
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Los resultados de laboratorio indican que se trata de un suelo salino-sódico. Los requerimientos de láminas de lavado para este suelo van de 58 a 160 cm dependiendo del tipo de cultivo
y considerando un rendimiento potencial del 100%. Para su aplicación la lámina de lavado se fracciona y se distribuye de acuerdo al número de riegos por aplicar.
Para mantener un contenido de sales en el suelo que no afecte al cultivo y evite la acumulación excesiva de sales en el suelo es necesario aplicar fracciones de lavado.
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CRÉDITOS
INSTITUTO MEXICANO DE TECNOLOGÍA DEL AGUA
M.C. PEDRO LÁZARO CHÁVEZDR. HEBER SAUCEDO ROJAS
M.C. RODOLFO NAMUCHE VARGAS
“Este Programa es de carácter público, no es patrocinado ni promovido por partido político alguno y sus recursos provienen de los impuestos que pagan todos los contribuyentes. Está prohibido el uso de este programa con fines políticos, electorales, de lucro y otros distintos a los establecidos. Quien haga uso indebido de los recursos de este programa deberá ser denunciado y sancionado de acuerdo con la ley aplicable y ante la autoridad competente”.
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C.P. 62550Tel y Fax: 01 (777) 329-36-59
Correo electrónico: [email protected]
Página de Internet: www.imta.gob.mx
FUNDACIÓN PRODUCENAYARIT A. C.
INSTITUTO MEXICANO DETECNOLOGÍA DEL AGUA
